Сравнение спектров, полученных непрерывным и импульсным лазером

Рис. 42. Спектры 242 образца. Черная линия – полученный с помощью непрерывного лазера, красная линия – с помощью импульсного.

Время разрешения установки на базе монохроматора МДР-2 10 нс, время задержки измерения сигнала после импульса лазера составляет 90 нс. Таким образом, на спектрах, полученных с помощью импульсного лазера, видно только вклад той люминесценции, постоянная времени которой достаточно велика, для того чтобы она могла быть зарегистрирована. В тоже время, люминесценция с большой постоянной времени не будет присутствовать в спектре из-за того, что для нее время измерения сигнала будет недостаточны. Поэтому в представленном спектре видна только «быстрая» люминесценция, следовательно, переходы T₁→S₀ с большой постоянной времени не будут давать существенного вклада, и мы сможем увидеть вклад флюоресценции. Это хорошо видно на примере 242 образца на рисунке 42. Кроме того, на спектрах, полученных с помощью импульсного лазера не проявляются коротковолновые пики, связанные с переходом S₁→S₀, в связи с тем, что по данным работы [36] время этого излучательного перехода составляет менее 100 пс. При данной задержке, он не фиксируется.

Исследование влияния подложки на спектры фл

Рис. 43. Спектры фотолюминесценции образца 261 содержащего 50% CdTe. a – зависимость интенсивности, б- зависимость интенсивности пика 630 нм. Черной линией изображен спектр образца на кремнии, красной на слюде, синей на KBr.

Для полученных образцов было исследовано влияние подложки на спектр фотолюминесценции. Это необходимо для исключения эффектов, связанных со свойствами подложки в дальнейшем обсуждении. На рисунке 43 представлены спектры образца, содержащего 50% примеси на различных подложках. Видно, что образцы, полученные в одном и том же цикле напыления, но на различных подложках имеют различные спектральные зависимости. Наибольшую интенсивность имеют образцы на подложках из KBr и слюды, это касается как общей интенсивности, так и интенсивности пика 630 нм. Это можно объяснить ориентирующими свойствами таких подложек, которые способствуют росту поликристаллической структуры. Как было сказано ранее, микро- и поликристаллическая структура, снижает симметрию молекул фуллерена и становится возможных синглетный оптический переход. Помимо этого, на KBr возможен рост пленок с большей толщиной. Общий вид спектральных характеристик и положения пиков спадают.

Исследование влияние рентгеновского облучения на фотолюминесценцию

Образцы были подвергнуты облучению рентгеном в установке РЕИС-Д с рениевым анодом в течении 6 часов и мощностью пучка 5·10^-3 J/s. Спектры, полученные при 300 К представлены на рисунке 44. Были обнаружены изменения в спектрах ФЛ как для легированных образцов, так и для нелегированных [37]. Основным пиком люминесценции пленок после облучения становится пик на длине волны 630 нм. При этом ранее существовавшие пики излучения, соответствующие переходам Т₁-S₀, становятся пренебрежимо малыми. У обоих образцов также появляется второй пик - 680 нм. По энергии переходов можно сделать вывод, что мы наблюдаем проявление синглетной линии люминесценции 1.9 эВ и ее колебательное повторение. Более тонкую структуру спектра можно наблюдать при 77 К. Для пленки чистого фуллерена наблюдается ранее запрещенный синглетный переход (630 нм) его колебательное повторение (680 нм), несмотря на отсутствие легирующей примеси и соответственно молекулярных комплексов, снижающих симметрию (см. рис. 45). По-видимому, это связано с тем, что при понижении температуры в структуре кристаллической решетки фуллерита происходит два фазовых перехода. При комнатной температуре фуллерен образует ГЦК решетку, при 260 К происходит переход в примитивную кубическую решетку, а при 90 К в стекловидную фазу. При этом существенно снижается симметрия молекул, что может объяснить появление разрешенного синглетного перехода. У легированного образца после облучения, триплетная линия люминесценции практически отсутствует, благодаря образованию комплексов С₆₀-CdTe.

Рис. 44. Спектры фотолюминесценции, полученные при 300 К. Облученные образцы: чистый фуллерен – 3, легированный 50% CdTe – 4. Необлученные: 1 и 2 линия соответственно.

Рис. 45. Спектры фотолюминесценции, полученные при 77 К. Облученные образцы: чистый фуллерен – 3, легированный 50% CdTe – 4. Необлученные: 1 и 2 линия соответственно.

Можно сделать вывод, что рентгеновское облучение существенно меняет электронную структуру фуллерита, причем для легированного СdTe эти изменения более сильные. В целом, можно отметить, существенное для фуллерита и практически полное для легированного фуллерита подавление триплетной линии люминесценции. Такие существенные изменения спектра ФЛ, как чистого, так и легированного фуллерена, могут быть связаны с димеризацией и полимеризацией фуллерена под действием рентгеновского облучения. Литературные данные говорят о протекании процессов полимеризации фуллерена под действием УФ и видимого излучения по механизму [2+2] циклоприсоединения (рис. 46). Сведений о димеризации под действием рентгеновского излучения отсутствуют. Влияние примеси на этот процесс может быть объяснен тем, что перенос заряда на молекулу С60 снижает барьер фотополимеризации.

а)	б)
Рис. 46.Механизм реакции [2+2] циклоприсоединения (а) и получающийся в результате димер (б).